פיזיקאים רוסים עם עמיתים רוסים מארה"ב וצרפת יצרו קבל "בלתי אפשרי"

לפני זמן מה פרסם הפרסום Communications Physics מאמר מדעי "רתימת תחומים פרו-אלקטריים לקיבול שלילי", מחבריו היו פיזיקאים רוסים מהאוניברסיטה הפדרלית הדרומית (רוסטוב-על-דון) יורי טיכונוב ואנה רזומניה, פיזיקאיות מהצרפתים. אוניברסיטת פיקארדי על שם ז'ול ורן איגור לוקיאנצ'וק ואנאיס סן, כמו גם מדען חומרים מהמעבדה הלאומית Argonne ולרי וינוקור. המאמר מדבר על יצירת קבל "בלתי אפשרי" עם מטען שלילי, אשר נחזה לפני עשרות שנים, אך רק כעת יצא לפועל.

הפיתוח מבטיח מהפכה במעגלים האלקטרוניים של התקני מוליכים למחצה. זוג של קבלים "שליליים" וקונבנציונליים עם מטען חיובי, המחוברים בסדרה, מעלים את רמת מתח הכניסה בנקודה נתונה מעל הערך הנומינלי לזו הנדרשת לפעולה של חלקים ספציפיים של מעגלים אלקטרוניים. במילים אחרות, המעבד יכול להיות מופעל על ידי מתח נמוך יחסית, אבל אותם קטעים של המעגלים (בלוקים) הדורשים מתח מוגבר כדי לפעול יקבלו הספק מבוקר עם מתח מוגבר באמצעות זוגות של קבלים "שליליים" וקונבנציונליים. זה מבטיח לשפר את יעילות האנרגיה של מעגלי מחשוב ועוד הרבה יותר.

לפני יישום זה של קבלים שליליים, השפעה דומה הושגה לזמן קצר ורק בתנאים מיוחדים. מדענים רוסים, יחד עם עמיתים מארה"ב וצרפת, הגיעו למבנה יציב ופשוט של קבלים שליליים, המתאימים לייצור המוני ולהפעלה בתנאים רגילים.

המבנה של קבל שלילי שפותח על ידי פיזיקאים מורכב משני אזורים מופרדים, שכל אחד מהם מכיל ננו-חלקיקים פרו-אלקטריים בעלי מטען באותה קוטביות (בספרות הסובייטית הם כונו פרו-אלקטריקים). במצבם הרגיל, לפרו-אלקטריות יש מטען ניטרלי, הנובע מתחומים בעלי אוריינטציה אקראית בתוך החומר. מדענים הצליחו להפריד ננו-חלקיקים בעלי אותו מטען לשני אזורים פיזיים נפרדים של הקבל - כל אחד באזור שלו.

בגבול המקובל בין שני אזורים קוטביים מנוגדים, הופיע מיד מה שנקרא קיר תחום - אזור של שינוי קוטביות. התברר שניתן להזיז קיר תחום אם מופעל מתח על אחד מאזורי המבנה. העקירה של דופן התחום בכיוון אחד הפכה שווה ערך להצטברות של מטען שלילי. יתרה מכך, ככל שהקבל נטען יותר, כך המתח על הלוחות שלו נמוך יותר. זה לא המקרה עם קבלים קונבנציונליים. עלייה במטען מובילה לעלייה במתח על הלוחות. מכיוון שהקבל השלילי והרגיל מחוברים בסדרה, התהליכים אינם מפרים את חוק שימור האנרגיה, אלא מובילים להופעת תופעה מעניינת בצורה של עלייה במתח האספקה ​​בנקודות הרצויות במעגל האלקטרוני. . יהיה מעניין לראות כיצד ההשפעות הללו יושמו במעגלים אלקטרוניים.

מקור: 3dnews.ru